DE102013211604A1 - Verfahren und Steuergerät zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera - Google Patents

Verfahren und Steuergerät zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera Download PDF

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DE102013211604A1
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (200) zum Überwachen eines Erfassungsbereichs (102) einer Kamera (104). Die Kamera (104) weist einen Bildwandler (300) auf, der dazu ausgebildet ist, ein aus dem Erfassungsbereich (102) einfallendes Wellenlängenspektrum in Intensitätsinformationen (208) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) abzubilden. Das Verfahren (200) weist einen Schritt (202) des Einlesens, einen Schritt (204) des Auswertens und einen Schritt (206) des Auslesens auf. Im Schritt (202) des Einlesens werden die Intensitätsinformationen (208) einer ersten Gruppe (210) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) zu einem ersten Zeitpunkt eingelesen, um ein erstes partielles Bild (212) des Erfassungsbereichs (102) zu erhalten. Weiterhin werden die Intensitätsinformationen (208) der ersten Gruppe (210) zu einem zeitlich nachfolgenden zweiten Zeitpunkt eingelesen, um ein zweites partielles Bild (214) zu erhalten. Die Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) sind in einem vordefinierten Muster auf dem Bildwandler (300) angeordnet. Im Schritt (204) des Auswertens werden das erste partielle Bild (212) und das zweite partielle Bild (214) auf eine Veränderung ausgewertet, wobei ein Ereignis (216) in dem Erfassungsbereich (102) erkannt wird, wenn sich die Intensitätsinformation (208) zumindest eines der Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) um mehr als einen Toleranzwert ändert. Im Schritt (206) des Auslesens werden die Intensitätsinformationen (208) einer zweiten Gruppe (218) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) ausgelesen, wenn das Ereignis (216) erkannt ist, um ein Bild (220) zu erhalten. Die zweite Gruppe (218) umfasst eine größere Anzahl von Bildpunkten (302), als die erste Gruppe (210).

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt oder einen Sensor mit ASIC oder Sensormodul (Sensor + externer µC oder ASIC), der diese Funktion bereits in Hardware/Software (z.B. in dem Auswerte ASIC) bereits integriert hat.
  • Die 10 2006 049 258 A1 beschreibt ein mikromechanisches Bauelement, insbesondere einen Infrarot-Bildsensor, ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements und die Verwendung des Bauelements.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt oder ASIC Funktionalität gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Eine Kamera kann ein Bild eines Erfassungsbereichs der Kamera bereitstellen. Wenn in dem Erfassungsbereich etwas passiert, das optisch erkennbar ist, ergibt sich eine Veränderung zwischen zwei zeitversetzten Bildern der Kamera. Das Ereignis kann erkannt werden, wenn die Bilder miteinander verglichen werden.
  • Um Energie zu sparen, kann ein Großteil eines Sensors der Kamera deaktiviert werden, während wenige Pixel in einem Teil des Sensors aktiv bleiben. Dann benötigen nur die wenigen Pixel Energie. So kann der Energieverbrauch des Sensors drastisch gesenkt werden. Ebenso kann das Vergleichen der Bilder mit verringertem Rechenaufwand durchgeführt werden, wodurch ebenfalls Energie eingespart werden kann. Wenn das Vergleichen bei normaler Rechenleistung stattfindet, kann aufgrund der verringerten Datenmenge der kleine Teil des Sensors mit einer erhöhten Auslesefrequenz ausgelesen werden und die Erkennung kann somit schneller durchgeführt werden.
  • Wenn in Pixeln dieses Teils des Sensors eine Veränderung festgestellt wird, kann der Rest des Sensors wieder aktiviert werden.
  • Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera vorgestellt, wobei die Kamera einen Bildwandler aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein aus dem Erfassungsbereich einfallendes Wellenlängenspektrum in Intensitätsinformationen von Bildpunkten des Bildwandlers abzubilden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    Einlesen der Intensitätsinformationen einer ersten Gruppe von Bildpunkten des Bildwandlers zu einem ersten Zeitpunkt, um ein erstes partielles Bild des Erfassungsbereichs zu erhalten und Auslesen der Intensitätsinformationen der ersten Gruppe zu einem zeitlich nachfolgenden zweiten Zeitpunkt, um ein zweites partielles Bild zu erhalten, wobei die Bildpunkte der ersten Gruppe in einem vordefinierten Muster auf dem Bildwandler angeordnet sind;
    Auswerten des ersten partiellen Bilds und des zweiten partiellen Bilds auf eine Veränderung, wobei ein Ereignis in dem Erfassungsbereich erkannt wird, wenn sich die Intensitätsinformation zumindest eines der Bildpunkte der ersten Gruppe um mehr als einen Toleranzwert ändert; und
    Auslesen der Intensitätsinformationen einer zweiten Gruppe von Bildpunkten des Bildwandlers, wenn das Ereignis erkannt ist, um ein Bild zu erhalten, wobei die zweite Gruppe eine größere Anzahl von Bildpunkten umfasst, als die erste Gruppe.
  • Ferner wird ein Steuergerät zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera vorgestellt, wobei die Kamera einen Bildwandler aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein aus dem Erfassungsbereich einfallendes Wellenlängenspektrum in Intensitätsinformationen von Bildpunkten des Bildwandlers abzubilden, wobei das Steuergerät die folgenden Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung zum Einlesen der Intensitätsinformationen einer ersten Gruppe von Bildpunkten des Bildwandlers zu einem ersten Zeitpunkt, um ein erstes partielles Bild des Erfassungsbereichs zu erhalten und Auslesen der Intensitätsinformationen der ersten Gruppe zu einem zeitlich nachfolgenden zweiten Zeitpunkt, um ein zweites partielles Bild zu erhalten, wobei die Bildpunkte der ersten Gruppe in einem vordefinierten (fixen oder flexiblen) Muster auf dem Bildwandler angeordnet sind;
    eine Einrichtung zum Auswerten des ersten partiellen Bilds und des zweiten partiellen Bilds auf eine Veränderung, wobei ein Ereignis in dem Erfassungsbereich erkannt wird, wenn sich die Intensitätsinformation zumindest eines der Bildpunkte der ersten Gruppe um mehr als einen Toleranzwert ändert; und
    eine Einrichtung zum Auslesen der Intensitätsinformationen einer zweiten Gruppe von Bildpunkten des Bildwandlers, wenn das Ereignisse erkannt ist, um ein Bild zu erhalten, wobei die zweite Gruppe eine größere Anzahl von Bildpunkten umfasst, als die erste Gruppe.
  • Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Unter einem Erfassungsbereich einer Kamera kann ein, durch eine Optik der Kamera auf einen Bildwandler der Kamera projizierter, trichterförmiger Raumsektor verstanden werden. Optisch erfassbare Ereignisse in dem Erfassungsbereich werden auf dem Bildwandler abgebildet. Der Bildwandler weist eine Vielzahl einzelner Sensoren auf, die je einen Bildpunkt repräsentieren. Eine Intensitätsinformation kann als ein analoges oder digitales Signal bereitgestellt werden. Eine erste Gruppe kann eine geringe Anzahl von Bildpunkten aufweisen. Ein partielles Bild kann den Erfassungsbereich unvollständig abbilden. Die Gruppe (Position und Anzahl der Auslesepixel im Stromsparmodus) der Pixel kann entweder fix oder flexibel definiert werden. Flexible Definition kann dann Vorteile haben, wenn mehrere Bereiche überwacht werden sollen (z. B. eine Sekunde rechter Bildbereich, eine Sekunde linker Bildbereich). Weiter kann durch die flexible Definition sichergestellt werden, dass alle Pixel im Array gleiche Betriebsdauer erreichen (Thema Langzeitdrift). Wenn einige Pixel deutlich öfter angesteuert werden als die anderen, kann dies dazu führen, dass diese Auswertepixel andere Empfindlichkeit oder Offset über die ganze Betriebsdauer z. B. von 10 Jahren aufweisen würden.
  • Das Verfahren kann einen Schritt des Anforderns des ersten partiellen Bilds und alternativ oder ergänzend des zweiten partiellen Bilds aufweisen. Das erste partielle Bild und alternativ oder ergänzend das zweite partielle Bild können unter Verwendung eines Anforderungssignals angefordert werden. Damit kann ein Erfassungszeitpunkt und alternativ oder ergänzend ein Erfassungsintervall entsprechend einer tatsächlichen Anforderung angepasst werden. Das Bild kann ebenso unter Verwendung des Anforderungssignals angefordert werden.
  • Die Intensitätsinformationen der Bildpunkte der ersten Gruppe können für das erste partielle Bild ansprechend auf den ersten Zeitpunkt ausgelesen werden. Alternativ oder ergänzend können die Intensitätsinformationen für das zweite partielle Bild ansprechend auf den zweiten Zeitpunkt nacheinander ausgelesen werden. Durch ein sequenzielles Auslesen können die Bildpunkte mit einem geringen Hardwareaufwand abgefragt werden.
  • Eine Anzahl von Bildpunkten der ersten Gruppe kann in einem vorbestimmten Verhältnis zu einer Anzahl von Bildpunkten des Bildwandlers stehen. Durch ein vorbestimmtes Verhältnis kann eine Datenmenge um einen vorbestimmten Faktor reduziert werden. Dadurch ergibt sich eine kalkulierbare Energieersparnis.
  • Die Bildpunkte der ersten Gruppe können in einem Muster entsprechend einer Ereigniswahrscheinlichkeit eines zu erwartenden Ereignisses auf dem Bildwandler angeordnet sein. Dadurch kann ein relevanter Bereich des Erfassungsbereichs intensiver überwacht werden.
  • Die Bildpunkte der zweiten Gruppe können alle Bildpunkte des Bildwandlers umfassen. Mit allen Bildpunkten kann ein vollständiges Bild des Erfassungsbereichs erstellt werden.
  • Die Intensitätsinformationen der ersten Gruppe können zu zumindest einem weiteren nachfolgenden Zeitpunkt eingelesen werden, um zumindest ein weiteres partielles Bild zu erhalten. Das zumindest eine weitere partielle Bild und das erste partielle Bild und alternativ oder ergänzend das zweite partielle Bild können ausgewertet werden, um das Ereignis zu erkennen. Durch weitere Bilder kann eine Sicherheit beim Erkennen des Ereignisses erhöht werden.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Darstellung eines Bildwandlers einer Kamera; und
  • 4 eine Darstellung einer ersten Gruppe von Bildpunkten eines Bildwandlers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 100 zum Überwachen eines Erfassungsbereichs 102 einer Kamera 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die die Kamera 104 weist einen Bildwandler auf, der dazu ausgebildet ist, ein aus dem Erfassungsbereich 102 einfallendes Wellenlängenspektrum in Intensitätsinformationen von Bildpunkten des Bildwandlers abzubilden. Das Steuergerät 100 weist eine Einrichtung 106 zum Einlesen, eine Einrichtung 108 zum Auswerten und eine Einrichtung 110 zum Auslesen auf. Die Einrichtung 106 zum Einlesen ist dazu ausgebildet die Intensitätsinformationen einer ersten Gruppe von Bildpunkten des Bildwandlers zu einem ersten Zeitpunkt einzulesen, um ein erstes partielles Bild des Erfassungsbereichs zu erhalten. Weiterhin ist die Einrichtung 106 dazu ausgebildet die Intensitätsinformationen der ersten Gruppe zu einem zeitlich nachfolgenden zweiten Zeitpunkt einzulesen, um ein zweites partielles Bild zu erhalten. Die Bildpunkte der ersten Gruppe sind in einem vordefinierten Muster auf dem Bildwandler angeordnet. Die Einrichtung 108 zum Auswerten ist dazu ausgebildet, das erste partielle Bild und das zweite partielle Bild auf eine Veränderung auszuwerten. Ein Ereignis in dem Erfassungsbereich 102 wird erkannt, wenn sich die Intensitätsinformation zumindest eines der Bildpunkte der ersten Gruppe um mehr als einen Toleranzwert ändert. Die Einrichtung 110 zum Auslesen ist dazu ausgebildet, die Intensitätsinformationen einer zweiten Gruppe von Bildpunkten des Bildwandlers auszulesen, um ein Bild zu erhalten, wenn das Ereignis erkannt ist. Die zweite Gruppe umfasst eine größere Anzahl von Bildpunkten, als die erste Gruppe.
  • Überwachungssysteme können für unterschiedliche Einsatzbereiche ausgelegt werden. Überwachungskamerasysteme können ereignisgesteuert ausgeführt werden. Dabei wird eine Kamera 104 nur dann aktiviert, wenn eine Person oder etwas anderes in das Blickfeld 102 gelangt. So eine Steuerung kann durch einen zusätzlichen Bewegungsmelder Sensor realisiert werden.
  • Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein ereignisgesteuertes Infrarotkamerasystem beschrieben, das sehr energieeffizient arbeitet, und ohne zusätzliche Sensoren außer dem eigentlichen IR-Sensorchip aufgebaut ist.
  • Unter Verwendung des hier vorgestellten Ansatzes kann ein Kamerasystem ohne zusätzlichen Hardwareaufwand, nur durch Anpassung der Ansteuerung des Detektorchips mit deutlich weniger elektrischer Energie auskommen, als ein herkömmliches System. Weiterhin kann eine Lebensdauer der Kamera 104 deutlich verlängert werden. Ebenfalls können die zusätzlichen Elemente für den ereignisbasierten Betriebsmodus eingespart werden.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Überwachen eines Erfassungsbereichs einer Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann auf einem Steuergerät, wie in 1 ausgeführt werden. Das Verfahren 200 weist einen Schritt 202 des Einlesens, einen Schritt 204 des Auswertens und einen Schritt 206 des Auslesens auf. Die Kamera weist einen Bildwandler auf, der dazu ausgebildet ist, ein aus dem Erfassungsbereich einfallendes Wellenlängenspektrum in Intensitätsinformationen 208 von Bildpunkten des Bildwandlers abzubilden. Im Schritt 202 des Einlesens werden die Intensitätsinformationen 208 einer ersten Gruppe 210 von Bildpunkten des Bildwandlers zu einem ersten Zeitpunkt eingelesen, um ein erstes partielles Bild 212 des Erfassungsbereichs zu erhalten. Weiterhin werden die Intensitätsinformationen 208 der ersten Gruppe 210 zu einem zeitlich nachfolgenden zweiten Zeitpunkt eingelesen, um ein zweites partielles Bild 214 zu erhalten. Die Bildpunkte der ersten Gruppe 210 sind in einem vordefinierten Muster auf dem Bildwandler angeordnet. Im Schritt 204 des Auswertens werden das erste partielle Bild 212 und das zweite partielle Bild 214 auf eine Veränderung ausgewertet. Dabei wird ein Ereignis 216 in dem Erfassungsbereich erkannt, wenn sich die Intensitätsinformation 208 zumindest eines der Bildpunkte der ersten Gruppe 210 um mehr als einen Toleranzwert ändert. Im Schritt 206 des Auslesens werden die Intensitätsinformationen 208 einer zweiten Gruppe 218 von Bildpunkten des Bildwandlers ausgelesen, wenn das Ereignis 216 erkannt ist, um ein Bild 220 zu erhalten. Dabei umfasst die zweite Gruppe 218 eine größere Anzahl von Bildpunkten, als die erste Gruppe 210.
  • In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 202 des Einlesens die Intensitätsinformationen 208 der Bildpunkte der ersten Gruppe 210 für das erste partielle Bild 212 ansprechend auf den ersten Zeitpunkt und/oder für das zweite partielle Bild 214 ansprechend auf den zweiten Zeitpunkt nacheinander ausgelesen. Das Auslesen erfolgt seriell bzw. sequenziell. Beispielsweise kann der Bildwandler zeilenweise oder spaltenweise ausgelesen werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel steht im Schritt 202 des Einlesens eine Anzahl von Bildpunkten der ersten Gruppe 210 in einem vorbestimmten Verhältnis zu einer Anzahl von Bildpunkten des Bildwandlers.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die erste Gruppe 210 bis zu zehn Prozent der Bildpunkte des Bildwandlers auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die erste Gruppe 210 bis zu fünf Prozent der Bildpunkte des Bildwandlers auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die erste Gruppe 210 bis zu einem Prozent der Bildpunkte des Bildwandlers auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die erste Gruppe 210 bis zu einem halben Prozent der Bildpunkte des Bildwandlers auf.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind im Schritt 202 des Einlesens die Bildpunkte der ersten Gruppe 210 in einem Muster entsprechend einer Ereigniswahrscheinlichkeit eines zu erwartenden Ereignisses 216 auf dem Bildwandler angeordnet. Wenn das Ereignis wahrscheinlicher in einem bestimmten Teil des Erfassungsbereichs auftritt. Dann wird das Muster dementsprechend angepasst. Dann ist eine Bildpunktdichte der ersten Gruppe 210 in dem Gebiet des Bildwandlers, in dem der Teil des Erfassungsbereichs abgebildet wird höher, als in anderen Teilen des Bildwandlers. Beispielsweise wird auf einem Teil des Bildwandlers eine Straße abgebildet. Es sollen Ereignisse auf der Straße erkannt werden. Dann wird die Straße mit mehr Bildpunkten erfasst, als weniger relevante Teile des Bildwandlers.
  • In einem Ausführungsbeispiel umfassen im Schritt 206 des Auslesens die Bildpunkte der zweiten Gruppe 218 alle Bildpunkte des Bildwandlers. Unter alle Bildpunkte können Bildpunkte verstanden werden, die den Erfassungsbereich abbilden.
  • In einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 202 des Einlesens die Intensitätsinformationen der ersten Gruppe 210 zu zumindest einem weiteren nachfolgenden Zeitpunkt eingelesen, um zumindest ein weiteres partielles Bild zu erhalten, wobei im Schritt 204 des Auswertens ferner das zumindest eine weitere partielle Bild und das erste partielle Bild 212 und/oder das zweite partielle Bild 214 ausgewertet werden, um das Ereignis 216 zu erkennen.
  • 3 zeigt eine Darstellung eines Bildwandlers 300 einer Kamera, wie sie beispielsweise in 1 dargestellt ist. Der Bildwandler 300 weist eine Vielzahl von Sensorelementen 302 auf, die dazu ausgebildet sind, auf sie einfallendes Licht eines vorbestimmten Wellenlängenspektrums in je eine Intensitätsinformation umzuwandeln. Der Bildwandler 300 kann als Bildsensor bezeichnet werden. Die Bildpunkte 302 sind in Zeilen nebeneinander und in Spalten übereinander angeordnet. Der Bildwandler 300 weist eine rechteckige Form auf. Der Bildwandler 300 weist in diesem Ausführungsbeispiel 54 Zeilen und 108 Spalten auf. Damit weist der Bildsensor 54 × 108 Bildpunkte 302 auf. Der Bildwandler 300 weist zusätzlich eine ungerade Referenzzeile und eine gerade Referenzzeile auf. Die ungerade Referenzzeile ist benachbart zu der Zeile 54 angeordnet und kennzeichnet alle Spalten mit ungerader Nummer. Die gerade Referenzzeile ist benachbart zu der Zeile 01 angeordnet und kennzeichnet alle Spalten mit gerader Nummer. Ferner sind die die Zeile 01, die Zeile 54, die Spalte 001 und die Spalte 108 dazu ausgebildet, jeweils eine einheitliche Intensitätsinformation auszugeben, um beim zeilenweisen und/oder spaltenweisen Auslesen der Intensitätsinformationen als Markierung für einen Zeilensprung oder Spaltensprung zu dienen. Weiterhin weist der Bildwandler 300 einen Randbereich und einen Kernbereich auf. Der Kernbereich erstreckt sich zwischen der Zeile 03 und der Zeile 52 sowie zwischen der Spalte 005 und der Spalte 104. Wenn der Bildwandler 300 in der Kamera angeordnet ist, werden die Intensitätsinformationen des Kernbereichs zu einer Bildinformation der Kamera kombiniert. Die Intensitätsinformationen des Randbereichs dienen als Referenz. In dem Kernbereich wird der Erfassungsbereich der Kamera abgebildet.
  • In einem Ausführungsbeispiel umfasst die zweite eingelesene Gruppe die Bildpunkte des Kernbereichs.
  • IR Detektorchips 300 bestehen auf einer Vielzahl von einzelnen Detektorpixeln 302. Bolometer haben zum Beispiel eine typische Auflösung von 320×240 Pixeln. Das bedeutet, dass der Chip 300 insgesamt aus mindestens 76800 Pixeln 302 besteht. Der hier dargestellte Detektorchip 300 besitzt eine Auflösung von 50 × 100 und besteht somit aus mindestens 5000 Pixeln 302. In der Regel werden mehrere Pixel 302 gleichzeitig ausgewertet, jedoch ist es nicht möglich alle Pixel 302 auf einmal auszulesen, der Hardwareaufwand wäre dafür immens. Deswegen werden die Pixel 302 "durchgetaktet". Dies bedeutet, dass das Signal der einzelnen Pixel 302 nacheinander, mit einer bestimmten Taktfrequenz an die Auswerteelektronik ausgegeben wird. Dazu wird entweder ein spezieller ASIC oder ein Mikrokontroller oder ein FGPA eingesetzt. Die Werte der Pixel 302 werden entweder analog oder digital ausgegeben, in Abhängigkeit davon, ob die Analog Digital Konverter bereits im Chip 300 implementiert sind, oder als externe Bausteine verwendet werden. 3 zeigt den Sensor 300 bei normalem Betrieb. Alle Pixel 302 werden angesteuert.
  • 4 zeigt eine Darstellung einer ersten Gruppe 210 von Bildpunkten 302 eines Bildwandlers 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Bildwandler 300 entspricht dem in 3 dargestellten Bildwandler. Die erste Gruppe 210 umfasst 35 Bildpunkte 302, die in dem Kernbereich angeordnet sind. Die Bildpunkte 302 der ersten Gruppe 210 sind so im Kernbereich verteilt, dass ein Ereignis im Erfassungsbereich der Kamera mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit eine Veränderung der Intensitätsinformationen der ersten Gruppe 210 bewirken würde. Wenn das Ereignis erkannt ist, werden die Intensitätsinformationen aller Bildpunkte 302 des Kernbereichs als zweite Gruppe 218 eingelesen.
  • In 4 ist die erste Gruppe 210 schwerpunktmäßig in einer Mitte des Kernbereichs angeordnet, um ein Ereignis in der Mitte des Erfassungsbereichs besonders gut erfassen zu können. 30 Bildpunkte der ersten Gruppe 210 bilden zwei Linien in einem Winkel von näherungsweise 45° zu einer Ausrichtung der Zeilen. Jeweils zwei Zeilen und zwei Spalten sind zwischen zwei Bildpunkten 300 frei und gehören nicht zu der ersten Gruppe 210. Die restlichen fünf Bildpunkte 302 der ersten Gruppe 210 sind stochastisch im Kernbereich verteilt angeordnet.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die erste Gruppe 210 schwerpunktmäßig an einem unteren Rand des Kernbereichs angeordnet. Dadurch können Ereignisse, die in einer geringeren Entfernung von der Kamera erfolgen, gut erkannt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die erste Gruppe 210 schwerpunktmäßig an einem oberen Rand des Kernbereichs angeordnet. Dadurch können Ereignisse, die weit von der Kamera entfernt erfolgen, gut erkannt werden. Beispielsweise kann bei horizontaler Ausrichtung der Kamera ein Horizontbereich gut überwacht werden.
  • Mit anderen Worten zeigt 4 ein energiesparendes und ereignisgesteuertes Infrarot- bzw. CMOS Überwachungsmodul 300. Das Modul 300 ist in einem "reduzierten Betrieb" dargestellt. Nur beispielhaft markierte Pixel 210 werden angesteuert.
  • Bei den meisten Überwachungsapplikationen ist es nicht notwendig den Chip 300 kontinuierlich anzusteuern und die kompletten Bilder an die Auswerteeinheit zu übermitteln, wenn nur selten im Blickfeld der Kamera ein Ereignis stattfindet. Nach dem hier vorgestellten Ansatz werden beispielsweise bei einem Infrarotchip 300 nur wenige Pixel 210 angesteuert werden. Bei einem 100 × 50 Infrarotchip 300 können beispielsweise zehn bestimmte Pixel 210 angesteuert werden. Anzahl und Position der Pixel 210, die angesteuert werden, können anwendungsspezifisch gewählt werden. Dadurch kann das Ereignis, wie eine Person oder ein Tier oder ein Auto im Blickfeld, sicher detektiert werden.
  • Ansprechend auf das Ereignis wird das komplette Modul 300 aus dem "Schlaf" Modus aufgeweckt. Danach kann das komplette Pixelfeld 218 wieder ausgewertet werden. Im Schlafmodus wird also die Elektronik in einen Sparmodus versetzt. Da nur wenige Pixel 210 benötigt werden, um ein Ereignis festzustellen, kann ein Faktor 100 bis 1000 an Energie eingespart werden. Weiter kann die Lebensdauer der Elektronik und des IR-Sensor 300 erweitert werden. Die gleiche Funktionalität kann auch bei CMOS Kameras, deren Chips aus einer bestimmten Anzahl von Pixel 302 bestehen, umgesetzt werden.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
  • Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims (8)

  1. Verfahren (200) zum Überwachen eines Erfassungsbereichs (102) einer Kamera (104), wobei die Kamera (104) einen Bildwandler (300) aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein aus dem Erfassungsbereich (102) einfallendes Wellenlängenspektrum in Intensitätsinformationen (208) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) abzubilden, wobei das Verfahren (200) die folgenden Schritte aufweist: Einlesen (202) der Intensitätsinformationen (208) einer ersten Gruppe (210) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) zu einem ersten Zeitpunkt, um ein erstes partielles Bild (212) des Erfassungsbereichs (102) zu erhalten und Auslesen der Intensitätsinformationen (208) der ersten Gruppe (210) zu einem zeitlich nachfolgenden zweiten Zeitpunkt, um ein zweites partielles Bild (214) zu erhalten, wobei die Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) in einem vordefinierten Muster auf dem Bildwandler (300) angeordnet sind; Auswerten (204) des ersten partiellen Bilds (212) und des zweiten partiellen Bilds (214) auf eine Veränderung, wobei ein Ereignis (216) in dem Erfassungsbereich (102) erkannt wird, wenn sich die Intensitätsinformation (208) zumindest eines der Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) um mehr als einen Toleranzwert ändert; und Auslesen (206) der Intensitätsinformationen (208) einer zweiten Gruppe (218) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300), wenn das Ereignis (216) erkannt ist, um ein Bild (220) zu erhalten, wobei die zweite Gruppe (218) eine größere Anzahl von Bildpunkten (302) umfasst, als die erste Gruppe (210).
  2. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (202) des Einlesens die Intensitätsinformationen (208) der Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) für das erste partielle Bild (212) ansprechend auf den ersten Zeitpunkt und/oder für das zweite partielle Bild (214) ansprechend auf den zweiten Zeitpunkt nacheinander ausgelesen werden.
  3. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (202) des Einlesens eine Anzahl von Bildpunkten (302) der ersten Gruppe (210) in einem vorbestimmten Verhältnis zu einer Anzahl von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) steht.
  4. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (202) des Einlesens die Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) in einem Muster entsprechend einer Ereigniswahrscheinlichkeit eines zu erwartenden Ereignisses (216) auf dem Bildwandler (300) angeordnet sind.
  5. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (206) des Auslesens die Bildpunkte (302) der zweiten Gruppe (218) alle Bildpunkte (302) des Bildwandlers (302) umfasst.
  6. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (202) des Einlesens die Intensitätsinformationen (208) der ersten Gruppe (210) zu zumindest einem weiteren nachfolgenden Zeitpunkt eingelesen werden, um zumindest ein weiteres partielles Bild zu erhalten, wobei im Schritt (204) des Auswertens ferner das zumindest eine weitere partielle Bild und das erste partielle Bild (212) und/oder das zweite partielle Bild (214) ausgewertet werden, um das Ereignis (216) zu erkennen.
  7. Steuergerät (100) zum Überwachen eines Erfassungsbereichs (102) einer Kamera (104), wobei die Kamera (104) einen Bildwandler (300) aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein aus dem Erfassungsbereich (102) einfallendes Wellenlängenspektrum in Intensitätsinformationen (208) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) abzubilden, wobei das Steuergerät (100) die folgenden Merkmale aufweist: eine Einrichtung (106) zum Einlesen der Intensitätsinformationen (208) einer ersten Gruppe (210) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300) zu einem ersten Zeitpunkt, um ein erstes partielles Bild (212) des Erfassungsbereichs (102) zu erhalten und zum Auslesen der Intensitätsinformationen (208) der ersten Gruppe (210) zu einem zeitlich nachfolgenden zweiten Zeitpunkt, um ein zweites partielles Bild (214) zu erhalten, wobei die Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) in einem vordefinierten Muster auf dem Bildwandler (300) angeordnet sind; eine Einrichtung (108) zum Auswerten des ersten partiellen Bilds (212) und des zweiten partiellen Bilds (214) auf eine Veränderung, wobei ein Ereignis (216) in dem Erfassungsbereich (102) erkannt wird, wenn sich die Intensitätsinformation (208) zumindest eines der Bildpunkte (302) der ersten Gruppe (210) um mehr als einen Toleranzwert ändert; und eine Einrichtung (110) zum Auslesen der Intensitätsinformationen (208) einer zweiten Gruppe (218) von Bildpunkten (302) des Bildwandlers (300), wenn das Ereignis (216) erkannt ist, um ein Bild (220) zu erhalten, wobei die zweite Gruppe (218) eine größere Anzahl von Bildpunkten (302) umfasst, als die erste Gruppe (210).
  8. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn das Programmprodukt auf einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102018122811A1 (de) * 2018-09-18 2020-03-19 Connaught Electronics Ltd. Verfahren zum Betreiben einer optischen Erfassungseinrichtung in einem ersten Betriebsmodus oder in einem energiesparenden zweiten Betriebsmodus sowie optische Erfassungseinrichtung

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